JPS6031906B2 - アルミニウム膜もしくは基合金膜の加工方法 - Google Patents
アルミニウム膜もしくは基合金膜の加工方法Info
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- JPS6031906B2 JPS6031906B2 JP5428677A JP5428677A JPS6031906B2 JP S6031906 B2 JPS6031906 B2 JP S6031906B2 JP 5428677 A JP5428677 A JP 5428677A JP 5428677 A JP5428677 A JP 5428677A JP S6031906 B2 JPS6031906 B2 JP S6031906B2
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- JP
- Japan
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- aluminum
- etching
- gas
- film
- plasma
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F4/00—Processes for removing metallic material from surfaces, not provided for in group C23F1/00 or C23F3/00
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、アルミニウムまたはアルミニウム基合金をプ
ラズマを用いてエッチング加工する方法に関するもので
ある。
ラズマを用いてエッチング加工する方法に関するもので
ある。
特に半導体装置等の配線などの加工に非常に有用なもの
である。近年、半導体装置の高集積化に伴って、半導体
装置用の純アルミニウムまたはアルミニウム合金からな
る微細配線をグロー放電プラズマを用いてエッチング加
工する技術が開発されつつある。
である。近年、半導体装置の高集積化に伴って、半導体
装置用の純アルミニウムまたはアルミニウム合金からな
る微細配線をグロー放電プラズマを用いてエッチング加
工する技術が開発されつつある。
この方法は、グロー放電プラズマ中に形成された化学的
活性度の高いイオンまたはラジカルを被エッチング物質
と反応せしめ、その反応生成物が揮発性であることを利
用して飛散させるエッチング方法である。この方法を用
いてアルミニウムもしくはその合金をエッチングするこ
とができるプラズマを発生させるガスとしては、ハロゲ
ン、特に塩素、臭素を構成元素とするガス、たとえばＣ
Ｃ〆４ ，ＣＣそ２Ｆ２，ＢＣそ３ ，ＣＨＢｒ３が知
られている。これらのガスプラズマ中では塩素や臭素の
イオンまたはラジカルが生成し、これらのプラズマ中に
さらされたアルミニウムはＡ〆Ｃ夕３，またはＡ〆Ｂｒ
３となって揮発するとされている。代表的な例としてア
ルミニウムの場合について実験検討した結果について述
べるとこれらのガスプラズマを利用したアルミニウムの
エッチングにはそれぞれ以下に述べるような問題がある
ことが判明した。ＣＣ夕４ ，ＢＣそ３ ，ＣＨＢｒ３
を用いると、第１図に示したごとくエッチング後のアル
ミニウム１０の表面には、粒界部分にエッチ残り模様１
１が観察され、表面の平坦性が十分である。さらに、エ
ッチング後表面には、アルミニウムの表面酸化皮膜の残
澄と推察される微少な異物１２がいまいま多数付着する
ことがわかった。また第２図に示したごとくホトレジス
トパターン２１をマスクとして配線基板２９表面の二酸
化珪素２８上のアルミニウム２０をエッチングした場合
には、アルミニウム２０の側面に多量の異物２２が付着
する現象が観察された。したがって以上に述べた従来技
術は配線用のアルミニウム２０が異物２２によって汚染
されてしまうという欠点がある。
活性度の高いイオンまたはラジカルを被エッチング物質
と反応せしめ、その反応生成物が揮発性であることを利
用して飛散させるエッチング方法である。この方法を用
いてアルミニウムもしくはその合金をエッチングするこ
とができるプラズマを発生させるガスとしては、ハロゲ
ン、特に塩素、臭素を構成元素とするガス、たとえばＣ
Ｃ〆４ ，ＣＣそ２Ｆ２，ＢＣそ３ ，ＣＨＢｒ３が知
られている。これらのガスプラズマ中では塩素や臭素の
イオンまたはラジカルが生成し、これらのプラズマ中に
さらされたアルミニウムはＡ〆Ｃ夕３，またはＡ〆Ｂｒ
３となって揮発するとされている。代表的な例としてア
ルミニウムの場合について実験検討した結果について述
べるとこれらのガスプラズマを利用したアルミニウムの
エッチングにはそれぞれ以下に述べるような問題がある
ことが判明した。ＣＣ夕４ ，ＢＣそ３ ，ＣＨＢｒ３
を用いると、第１図に示したごとくエッチング後のアル
ミニウム１０の表面には、粒界部分にエッチ残り模様１
１が観察され、表面の平坦性が十分である。さらに、エ
ッチング後表面には、アルミニウムの表面酸化皮膜の残
澄と推察される微少な異物１２がいまいま多数付着する
ことがわかった。また第２図に示したごとくホトレジス
トパターン２１をマスクとして配線基板２９表面の二酸
化珪素２８上のアルミニウム２０をエッチングした場合
には、アルミニウム２０の側面に多量の異物２２が付着
する現象が観察された。したがって以上に述べた従来技
術は配線用のアルミニウム２０が異物２２によって汚染
されてしまうという欠点がある。
またＣＣ夕２Ｆ２によるプラズマを用いる場合は第１図
に示した如き粒界エッチング模様１１および異物１２の
付着の問題は殆んどないことが解つた。
に示した如き粒界エッチング模様１１および異物１２の
付着の問題は殆んどないことが解つた。
しかし、第３図に示す如く、配線基板３９表面の二酸化
珪素の層３８上のアルミニウム３０を、ホトレジストパ
ターン３１をマスクとしてエッチングすると、アルミニ
ウム３０およびその下の二酸化珪素３８のエッチング速
度がほぼ等しいため、エッチング終了時に露出した二酸
化桂素３８も同時にエッチングされてしまい、アルミニ
ウム３０と配線基板３９との短絡の原因となることが多
い。すなわちＣＣ夕２Ｆ２を用いた場合はエッチング速
度の選択性が得られないという欠点がある。これらの現
象はアルミニウム中にシリコンや銅を含む合金の場合も
同様であった。本発明は、グロー放電プラズマ中でアル
ミニウムまたはアルミニウム基合金を選択的にエッチン
グするに際して、アルミニウムの粒界部にエッチ残りを
生じさせずエッチング後の表面に異物の残澄が生じない
プラズマガス組成を与えることを目的とする。アルミニ
ウム基合金としてはアルミニウムーシリコン、アルミニ
ウム−銅、アルミニウムーマンガン、アルミニウムーシ
リコンーマンガン、アルミニウムーマグネシウム等があ
り、一般に配線用として実際上アルミニウム配線として
用いることができる材料に本発明を適用することができ
る。
珪素の層３８上のアルミニウム３０を、ホトレジストパ
ターン３１をマスクとしてエッチングすると、アルミニ
ウム３０およびその下の二酸化珪素３８のエッチング速
度がほぼ等しいため、エッチング終了時に露出した二酸
化桂素３８も同時にエッチングされてしまい、アルミニ
ウム３０と配線基板３９との短絡の原因となることが多
い。すなわちＣＣ夕２Ｆ２を用いた場合はエッチング速
度の選択性が得られないという欠点がある。これらの現
象はアルミニウム中にシリコンや銅を含む合金の場合も
同様であった。本発明は、グロー放電プラズマ中でアル
ミニウムまたはアルミニウム基合金を選択的にエッチン
グするに際して、アルミニウムの粒界部にエッチ残りを
生じさせずエッチング後の表面に異物の残澄が生じない
プラズマガス組成を与えることを目的とする。アルミニ
ウム基合金としてはアルミニウムーシリコン、アルミニ
ウム−銅、アルミニウムーマンガン、アルミニウムーシ
リコンーマンガン、アルミニウムーマグネシウム等があ
り、一般に配線用として実際上アルミニウム配線として
用いることができる材料に本発明を適用することができ
る。
上記目的を達成するため、本発明からなるアルミニウム
のエッチング方法においてはたとえば従来から使用され
ている塩素または臭素を主構成元素とする、たとえばＣ
Ｃそ４ ，ＢＣそ３ ，ＣＨＢｒ３などのガスに、フッ
素またはフッ素を主構成元素とするガス、たとえばＣＦ
４，ＣＦ３Ｃそ，Ｃ２Ｆ４などを少量添加することを特
徴とする。この方法は、プラズマガス中にフッ素が含ま
れると第１図に示した異物１１の残澄が生じないという
実験結果に基づいている。このようなフッ素成分添加の
効果は、ガス添加比率０．５％以上で実現されたが、混
合ガス中のハロゲン元素組成中で、ハロゲン元素全体に
対するフッ素の比率が３０％を越えると、シリコンや二
酸化珪素のエッチング速度が増大し、アルミニウムの選
択的なエッチングが困難になるため、フッ素成分の添加
比率は３０％以下が望ましい。以下、本発明を実施例を
参照して詳細に説明する。
のエッチング方法においてはたとえば従来から使用され
ている塩素または臭素を主構成元素とする、たとえばＣ
Ｃそ４ ，ＢＣそ３ ，ＣＨＢｒ３などのガスに、フッ
素またはフッ素を主構成元素とするガス、たとえばＣＦ
４，ＣＦ３Ｃそ，Ｃ２Ｆ４などを少量添加することを特
徴とする。この方法は、プラズマガス中にフッ素が含ま
れると第１図に示した異物１１の残澄が生じないという
実験結果に基づいている。このようなフッ素成分添加の
効果は、ガス添加比率０．５％以上で実現されたが、混
合ガス中のハロゲン元素組成中で、ハロゲン元素全体に
対するフッ素の比率が３０％を越えると、シリコンや二
酸化珪素のエッチング速度が増大し、アルミニウムの選
択的なエッチングが困難になるため、フッ素成分の添加
比率は３０％以下が望ましい。以下、本発明を実施例を
参照して詳細に説明する。
実施例 １
１３．５８ＭＨＺのＲＦ二極型グロ−放電プラズマエッ
チング装置を用いて電力密度０．１〜１．５Ｗ／地の高
周波を入力して、ガス圧５×１０‐３〜１×１０‐０ｔ
ｏｍのＢＣ夕３ ガスをプラズマ化し、表面を熱酸化し
たシリコンウェーハ上に蒸着したアルミニウム（ｌＡｍ
程度）のエッチングを行った。
チング装置を用いて電力密度０．１〜１．５Ｗ／地の高
周波を入力して、ガス圧５×１０‐３〜１×１０‐０ｔ
ｏｍのＢＣ夕３ ガスをプラズマ化し、表面を熱酸化し
たシリコンウェーハ上に蒸着したアルミニウム（ｌＡｍ
程度）のエッチングを行った。
ＢＣそ３ガス単独のガスプラズマ中でエッチングした場
合には、エッチング後のアルミニウム表面には、第２図
に示したような異物２２が多数見出されたが、ＢＣ〆３
ガス流量３０ｃｃ／ｍｉｎ‘こ対して、ＣＣ〆２Ｆ２
ガスを０．３〜１５ｃｃ／ｍｉｎの割合で混入すること
によって異物２２の残澄のない清浄なエッチング表面が
得られた。また８０００Ａのホトレジストパターンをマ
スク（一般に６０００Ａ〜１仏ｍ程度を用いる。）とし
てアルミニウムの微細配線をエッチング形成した場合に
、上記のＣＣそ２Ｆ２ガスを同量混入することによって
、アルミニウム２０の配線側壁部に第２図に示したよう
な異物付着がなく、しかも第３図に示した二酸化珪素３
８がエッチングされる現象も生ずることなしに配線が形
成できた。実施例 ２ 実施例１において、ＣＣ夕２Ｆ２ガスのかわりに、ＣＦ
４，Ｃ２Ｆ４，Ｃ２Ｆ６，ＣＣ夕３Ｆ，ＣＣそＦ３，Ｆ
２ガスのいずれかを混入した場合にも同様に異物付着の
ない清浄なエッチング表面を得ることができた。
合には、エッチング後のアルミニウム表面には、第２図
に示したような異物２２が多数見出されたが、ＢＣ〆３
ガス流量３０ｃｃ／ｍｉｎ‘こ対して、ＣＣ〆２Ｆ２
ガスを０．３〜１５ｃｃ／ｍｉｎの割合で混入すること
によって異物２２の残澄のない清浄なエッチング表面が
得られた。また８０００Ａのホトレジストパターンをマ
スク（一般に６０００Ａ〜１仏ｍ程度を用いる。）とし
てアルミニウムの微細配線をエッチング形成した場合に
、上記のＣＣそ２Ｆ２ガスを同量混入することによって
、アルミニウム２０の配線側壁部に第２図に示したよう
な異物付着がなく、しかも第３図に示した二酸化珪素３
８がエッチングされる現象も生ずることなしに配線が形
成できた。実施例 ２ 実施例１において、ＣＣ夕２Ｆ２ガスのかわりに、ＣＦ
４，Ｃ２Ｆ４，Ｃ２Ｆ６，ＣＣ夕３Ｆ，ＣＣそＦ３，Ｆ
２ガスのいずれかを混入した場合にも同様に異物付着の
ない清浄なエッチング表面を得ることができた。
実施例 ３実施例１において、ＢＣそ３ガスのかわりに
、ＣＣ夕４ またはＣＨＢｒ３ガスを単独に用いた場合
にも、エッチング後のアルミニウム表面には粒界エッチ
残りや異物の残澄が観察されたが、ＣＣ夕４ガス流量２
０ｃｃ／ｍｉｎに対して、ＣＣ〆２Ｆ２ガスを０．２〜
１０ｃｃ／ｍｉｎの割合で混入することによって粒界エ
ッチ残りがなく異物残澄もない清浄なエッチング表面を
得ることができた。
、ＣＣ夕４ またはＣＨＢｒ３ガスを単独に用いた場合
にも、エッチング後のアルミニウム表面には粒界エッチ
残りや異物の残澄が観察されたが、ＣＣ夕４ガス流量２
０ｃｃ／ｍｉｎに対して、ＣＣ〆２Ｆ２ガスを０．２〜
１０ｃｃ／ｍｉｎの割合で混入することによって粒界エ
ッチ残りがなく異物残澄もない清浄なエッチング表面を
得ることができた。
また、ＣＣそ２Ｆ２ガスのかわりに、実施例２に示した
フッ素を成分として含むガスを混入した場合にも同様な
効果があった。以上の実験結果はアルミニウム中に２〜
５％のシリコンや１〜５％の銅、チタン、ニッケルなど
を含む各種合金についてもほぼ同様であった。
フッ素を成分として含むガスを混入した場合にも同様な
効果があった。以上の実験結果はアルミニウム中に２〜
５％のシリコンや１〜５％の銅、チタン、ニッケルなど
を含む各種合金についてもほぼ同様であった。
第１図は、従来のＣＣそ４ ，ＢＣ夕３ ，ＣＨＢｒ３
ガス単独のプラズマ中で、アルミニウムをエッチングし
た表面状態上面から観察して示した図、第２図は、ホト
レジストパターンをマスクとして、ＣＣ夕４ ，ＢＣ夕
３ ，ＣＨＢｒ３ガス単独のプラズマ中でアルミニウム
をエッチングした状態を示す断面図、第３図はＣＣそ２
Ｆ２のプラズマを用いてホトレジストパターンをマスク
としてアルミニウムをエッチングした状態を示す断面図
である。 多ノ図 擬え図 多Ｚ図
ガス単独のプラズマ中で、アルミニウムをエッチングし
た表面状態上面から観察して示した図、第２図は、ホト
レジストパターンをマスクとして、ＣＣ夕４ ，ＢＣ夕
３ ，ＣＨＢｒ３ガス単独のプラズマ中でアルミニウム
をエッチングした状態を示す断面図、第３図はＣＣそ２
Ｆ２のプラズマを用いてホトレジストパターンをマスク
としてアルミニウムをエッチングした状態を示す断面図
である。 多ノ図 擬え図 多Ｚ図
Claims (1)
- １ 塩素もしくは臭素を主要構成元素とするガスにフツ
素もみくはフツ素を主要構成元素とするガスを添加して
なる混合ガスのプラズマと接触させることにより、アル
ミニウム膜もしくはアルミニウム基合金膜の所望部分を
エツチすることを特徴とするアルミニウム膜もしくはア
ルミニウム基合金膜の加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5428677A JPS6031906B2 (ja) | 1977-05-13 | 1977-05-13 | アルミニウム膜もしくは基合金膜の加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5428677A JPS6031906B2 (ja) | 1977-05-13 | 1977-05-13 | アルミニウム膜もしくは基合金膜の加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53140240A JPS53140240A (en) | 1978-12-07 |
| JPS6031906B2 true JPS6031906B2 (ja) | 1985-07-25 |
Family
ID=12966309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5428677A Expired JPS6031906B2 (ja) | 1977-05-13 | 1977-05-13 | アルミニウム膜もしくは基合金膜の加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6031906B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62114807A (ja) * | 1985-11-11 | 1987-05-26 | Toshiba Corp | 工具折損検出装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57170534A (en) * | 1981-04-15 | 1982-10-20 | Hitachi Ltd | Dry etching method for aluminum and aluminum alloy |
| JP2591209B2 (ja) * | 1990-01-22 | 1997-03-19 | ソニー株式会社 | ドライエッチング方法 |
| JPH0774156A (ja) * | 1993-08-31 | 1995-03-17 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
-
1977
- 1977-05-13 JP JP5428677A patent/JPS6031906B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62114807A (ja) * | 1985-11-11 | 1987-05-26 | Toshiba Corp | 工具折損検出装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS53140240A (en) | 1978-12-07 |
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